“学科竞赛+”创新人才培养模式探究与实践——以平顶山学院化学工程与工艺专业为例

王 莉 王敏杰 冯洋洋 吴懿波 牛文星 张旭亮 李青彬

(平顶山学院 化学与环境工程学院,河南 平顶山 467000)

创新作为一个国家兴旺发达的不竭动力,培养和造就创新型人才是建设创新型国家、实施科教兴国战略和人才强国战略的关键。2020年6月,《教育部等八部门关于加快和扩大新时代教育对外开放的意见》对新时代教育对外开放进行了重点部署,尤其将推进教育现代化和培养具有全球竞争力的人才摆在重要位置[1]。 高校应以此为契机,结合实际情况提出培养具有全球竞争力的创新创业人才战略框架[2]。

为了落实国家创新创业教育改革精神,平顶山学院化学工程与工艺专业高度重视学科竞赛工作,坚持“以赛促学、以赛促教、以赛促改、以赛促创”理念,将学科竞赛纳入人才培养方案,融入人才培养全过程,多措并举集中发力,充分发挥学科竞赛在人才培养工作中的重要作用。依托学科竞赛,将创新创业教育与专业教育相融合,探索“学科竞赛+”育人模式,扩大了大学生学科竞赛的受益面,较好地实现了培养创新创业人才,服务地方经济发展的教育教学目标。

1 构建学科竞赛、专业教育、创新教育相融合的教学体系

1.1 竞赛项目与化工设计教育相融合

科学构建了化学工程与工艺专业“1+3+X”核心课程体系。其中包括1门公共基础课程、3门工程基础课程和X门专业核心课程,将学生参加学科竞赛所需的知识和能力,纳入专业培养方案,融入课堂教学体系中,形成了自适应的闭环人才培养体系。在教学过程中,将核心专业基础课程适当前移,让学生尽早做好充足的知识储备,为后面参与创新创业活动打下良好的基础,有效实现了“教”的设计与“学”的设计相互融合。既有自主学习实践、又有合作探究,充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用。

建立“竞赛+项目”的设计教学平台,既实现了对学生的整体教学,又实现了个性化培养。指导教师将学科竞赛所涉及的知识进行模块化分割,针对每个模块开发了一系列相关的设计子项目,每个设计子项目由一门或者几门课程的课程设计承载。学生通过完成这些子项目,专业能力得到提升,创新能力得到充分的锻炼。

依托学科竞赛构建设计教学平台。基于大学生化工设计竞赛的设计教学平台如图1所示,设计项目由六个部分组成,每个部分分解为若干子项目,分散到若干课程设计中。通过综合平台,把分散的课程有机联系在一起,制订各门课的课程设计子目标,提升大学生创新能力。如在学科竞赛题目的基础上引入CDIO模式,将课程学习嵌入实际工程背景中,提升大学生工程实践能力。

图1 基于大学生化工设计竞赛的设计教学平台

形成“目标+任务”的探究式学习实践模式。依托学科竞赛开展专业设计教学,以专业设计教学“总任务”为框架,“子任务”为支架,以大学生学科竞赛活动为载体,鼓励学生按照目标任务设计,以任务驱动的方式开展自主学习,沿着“支架”逐步攀升,进而达成专业教育目标。

1.2 学科竞赛与创新创业教育相融合

与平顶山尼龙化工企业共设竞赛项目,引导学生参与生产研发,提升学生实践能力。引入企业参与校级赛事竞赛课题制订,企业参与竞赛命题、培训、评测、总结等全过程。这样既提升了学科竞赛层次,增强了竞赛题目的实践价值,同时也扩大了学生受益面,形成良好的创新创业氛围。

打造“竞争+合作”的学生创新团队文化。在竞赛过程中,指导学生组建虚拟的学术团队,共同完成竞赛项目,培养学生竞争与合作意识。在竞赛过程中,鼓励学生针对同一课题分别组队,独立开展设计制作,形成相互学习、相互竞争的氛围。同时,在学生完成竞赛后,针对学生特点开展创业辅导,鼓励学生将知识成果转化为创业构想,通过申报专利、参加创业竞赛等方式,提升学生的知识转化能力。

与企业共建设计平台,激发大学生创新创业热情。与平煤神马集团共建“平顶山尼龙化工新材料工程实验中心”,为开展大学生创新创业活动提供了很好的保障条件。打造“企业+学校+学生”零距离平台,企业为学生提供技术指导,激发学生创新创业热情。在培养学生创业的同时,也为学生就业建立有效的企业对接平台。鼓励一部分学生在教师的指导下,参与企业的产学研活动,在企业实习的学生能够参与到生产研发环节,对学生实践能力提升起到极大促进作用。

2 多措并举、集中发力,创新“学科竞赛+”育人模式

2.1 企院专联动,搭建学科竞赛项目平台

学院探索学生成长成才发展规律,针对不同学习阶段、不同兴趣方向的学生提供由简到难、由专一到全面的不同梯度的学科竞赛平台。依托专业开展多个校级和院级学科竞赛、学术交流活动,如博士大讲堂、化工实验大赛、化工设计大赛、化工安全学科知识竞赛等,这些活动参与感较强,使同学们以较低门槛感受到了学科竞赛的魅力。

通过企业、学院和专业三级联动,积极整合优势资源,搭建竞赛项目平台,合理助推学科竞赛工作。学院根据竞赛项目,建立与学科相适应的竞赛平台,形成了多层次,多结构的竞赛模式,推进了创新人才的培养。目前,基于平顶山尼龙化工新材料工程实验中心建立了化工实验大赛工作室、化工设计大赛品牌竞赛工作室。引导学生参加“大学生化工实验大赛”“大学生化工设计大赛”等国内高水平顶尖赛事,给学生提供追求卓越、问鼎一流的平台。

2.2 创新管理,建立学科竞赛长效机制

在加强学科竞赛平台建设的同时,制定了包括奖励制度、创新学分认定等在内的学科竞赛配套鼓励政策,开创了“竞赛组织有章、团队管理有效、培训活动有序”的新局面。

2.3 团队指导,推进学科竞赛备赛进程

学科竞赛有专门的指导团队,团队成员包括大学生设计竞赛项目子项目的相关专业教师和行业教师。各子项目专业教师与行业教师分工合作,指导设计竞赛过程,因为学科竞赛历时长,竞赛课题为综合设计课题,指导工作量大,导师组实行隔周面对面指导制,导师组及时为学生解决问题,同时也督促赛程进展,有效保障设计竞赛的顺利进行。

2.4 “学科竞赛+”创新工程人才培养模式

化工设计竞赛为综合设计竞赛,涉及单元操作设计、机械设备设计、反应器设计、工艺流程设计,这些环节分别对应“化工原理”“化工机械设备基础”“化学反应工程”“化学工艺学”等课程。通过确定学科竞赛与课程教学的关系,把学科竞赛融入大学生工程实践能力与创新能力培养体系中,构建了“以竞赛项目为载体、创新思维为导向、能力训练为手段”的大学生工程实践能力与创新能力培养体系,把“培养工程与创新思维意识、营造团队合作氛围、提升与锻炼工程实践及创新设计能力”作为教学目标,将“问题驱动”与竞赛“荣誉驱动”作为教学手段,以“竞赛精选案例”及“竞赛项目”作为教学内容,通过师生共同体验,把教学目标、教学手段、教学内容系统地组织起来,把工程思维、创新思维、责任意识、团队意识贯穿教学全过程,最终实现提高大学生工程实践能力与创新能力的目的。

2.5 以点带面,发挥典型榜样引领作用

学院注重培养先进学生典型,学院每年邀请学科竞赛获奖团队为新生做个人经验分享,充分发挥“身边有榜样,行动有力量”的示范作用,调动广大学生积极参加学科竞赛活动。例如2017年大学生化工设计大赛获得全国一等奖团队的队长王驰元作为学院学科竞赛获奖代表在学院学风表彰大会上做分享交流。2017年化工原理实验大赛华中赛区二等奖获奖者单亚男为2018级新生分享参赛心得体会。

3 精耕细作、团队合作,竞赛硕果累累

3.1 形成“四元”互动的学科竞赛团队

在设计能力培养上,以学生为主体,积极引导学生参加省级、国家级大学生学科竞赛;在教师能力提升上,学校加强支持力度,选派教师参加企业挂职,派遣青年教师参加全国大学生化工设计竞赛组委会举办的培训学习。以学生为主体、教师为主导、学院为引导和企业形成了“四元”互动,实现企业对学生技术指导,激发学生创新创业热情,逐步形成浓厚的创新创业氛围。形成经验丰富的老教师、青年教师、大三大四学生共同构成的结构合理的传帮带学科竞赛团队,实现大学生创新创业活动的可持续发展。

3.2 精耕细作,学科竞赛累累硕果

随着学校对学科竞赛日益重视,学科竞赛项目的影响不断扩大,激发了学生的参赛热情,学生受益面明显扩大,竞赛成绩持续提升,并涌现出了一批具有高度责任心和较强业务水平的优秀指导教师,充分营造了“以赛促教、以赛促学”的良好氛围。近年来,学科竞赛硕果累累,累计获得国家级、省部级竞赛奖励50余人次。特别是2019年,受疫情影响,不少大学放弃参赛,化工专业师生共同努力,克服重重困难取得了全国大学生化工设计竞赛国赛二等奖一项,华中赛区二等奖两项的好成绩。

4 专创结合、竞赛驱动,引领育人模式改革

深化高等学校创新创业教育改革是国家实施创新驱动发展战略、推动高等教育综合改革、建设一流本科教育的内在要求。专业坚持整体谋划、综合施策、校企合作、资源共享、科教融合、产教协同,着力营造基于学科竞赛的有利于创新创业人才成长的育人环境。深化创新创业教育是一项系统工程,学院将进一步扎实推进创新创业教育,加强学科竞赛工作研究和实践,着力打造一流教育体系,努力为经济社会发展培养更多杰出人才。

创新创业教育是高校教育发展的必然趋势,化学工程与工艺专业结合自身的特点对学科竞赛、专业教育和创新创业教育三者融合的教育模式进行了深度探索。实践结果表明,该培养模式取得了显著的人才培养效果,为地方高校应用型人才培养提供了一定的借鉴。